第一章 第3节 带电粒子在匀强磁场中的运动(课件)-【高考领航】2023-2024学年高中物理选择性必修第二册同步核心辅导与测评（人教版）

第3节　带电粒子在匀强磁场中的运动 1 课堂探究·拓展思维 课前预习·夯基固本 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 [学习目标要求]　1.理解带电粒子在B与v垂直时做匀速圆周运动。2.会推导带电粒子仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动的半径和周期。3.掌握带电粒子在有界匀强磁场中的运动问题的解题方法。4.会分析带电粒子在组合场和复合场中的运动。 1 课堂探究·拓展思维 课前预习·夯基固本 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 带电粒子在匀强磁场中的运动 1．若v∥B，带电粒子以速度v做匀速直线运动，其所受洛伦兹力F＝______。所以粒子做_____________________。 2．若v⊥B，此时初速度方向、洛伦兹力的方向均与磁场方向_________，粒子在垂直于_________方向的平面内运动。 (1)洛伦兹力与粒子的运动方向_________，只改变粒子速度的_________，不改变粒子速度的_________。 (2)带电粒子在垂直于磁场的平面内做_______________运动，_______________提供向心力。 课前预习·夯基固本 知识点一 1 课堂探究·拓展思维 课前预习·夯基固本 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 [练一练] 一质子在匀强磁场中运动，不考虑其他场力(重力)作用，下列说法正确的是(　　) A．可能做类平抛运动 B．一定做匀变速直线运动 C．可能做匀速直线运动 D．只能做匀速圆周运动 C 1 课堂探究·拓展思维 课前预习·夯基固本 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 解析：C　质子在匀强磁场中的运动形式有三种：当质子的速度方向与磁场方向平行时，质子不受洛伦兹力，做匀速直线运动；当质子的速度方向与磁场方向垂直时，质子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力；当质子的速度方向与磁场方向有一定夹角(不垂直)时，质子做螺旋运动。综上可知，故选C。 1 课堂探究·拓展思维 课前预习·夯基固本 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 带电粒子在磁场中做圆周运动的半径和周期 1．运动条件：不计重力的带电粒子沿着与磁场_________的方向进入匀强磁场。 2．洛伦兹力作用：提供带电粒子做圆周运动的____________，即qvB＝ ______。 3．基本公式 (1)半径：r＝____________； (2)周期：T＝____________。 带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期与粒子_______________和_________无关。 知识点二 1 课堂探究·拓展思维 课前预习·夯基固本 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 [想一想] 极光是由来自太阳的高能带电粒子流高速冲进高空稀薄大气层时，与大气分子或原子剧烈碰撞或摩擦从而使其发出各种颜色的光。被地球磁场俘获后，这些粒子将改变原有运动方向，向两极做半径逐渐减小的螺旋运动。为何这些粒子运动的半径会逐渐减小？ 1 课堂探究·拓展思维 课前预习·夯基固本 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 学习任务一　带电粒子在匀强磁场中运动的基本问题 [导学探究] 如图所示，可用洛伦兹力演示仪观察运动电子在匀强磁场中的偏转。 课堂探究·拓展思维 1 课堂探究·拓展思维 课前预习·夯基固本 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 (1)不加磁场时，电子束的运动轨迹如何？ (2)加上磁场后，电子束的运动轨迹如何？ (3)如果保持出射电子的速度不变，增大磁感应强度，轨迹圆半径如何变化？ (4)如果保持磁感应强度不变，增大出射电子的速度，轨迹圆半径如何变化？ 提示：(1)一条直线　(2)圆　(3)变小 (4)变大 1 课堂探究·拓展思维 课前预习·夯基固本 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 1 课堂探究·拓展思维 课前预习·夯基固本 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 如图所示，Ⅰ、Ⅱ是两带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨迹，轨迹Ⅰ的半径大于轨迹Ⅱ的半径。两粒子运动至P点时发生正碰并结合在一起，然后沿圆轨迹的切线PQ做直线运动。不计粒子重力及碰撞前两粒子间的相互作用，则下列判断正确的是(　　) A．两粒子带等量异种电荷 B．轨迹为Ⅰ的粒子带正电 C．轨迹为Ⅰ的粒子的速度比轨迹为Ⅱ的粒子的速度大 D．轨迹为Ⅰ的粒子运动周期比轨迹为Ⅱ的粒子运动周期大 例 1 A 1 课堂探究·拓展思维 课前预习·夯基固本 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 1 课堂探究·拓展思维 课前预习·夯基固